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案例頻道 一．引言
在很多金屬器件的加工過(guò)程中，鍛壓是必須經(jīng)過(guò)的處理階段。工件在加工過(guò)程中往往要求鍛壓設備能夠連續精確的擊打，同時(shí)在加工效率上要求有比較高的擊打速度。目前大多數的鍛壓機床采用雙盤(pán)摩擦的方式（如圖1）。這種方式存在的問(wèn)題是擊打精度低（誤差10%），擊打速度慢（每分鐘15次），能耗高（機械效率20%）。為克服雙盤(pán)摩擦鍛壓機床的缺點(diǎn)，本文將著(zhù)重論述同步機變頻器在鍛壓機床的應用。
二． 原系統的組成
圖1 原系統的組成
1．原系統的工作方式
原系統中，傳動(dòng)輪在異步電機的牽引下單向旋轉。當左飛輪接觸摩擦盤(pán)時(shí)，鍛錘通過(guò)升降螺桿被舉起。當右飛輪接觸摩擦盤(pán)時(shí)，鍛錘加速下降擊打工件。
2. 原系統的缺陷
A．原系統通過(guò)摩擦起降鍛錘，大部分的機械能通過(guò)摩擦被消耗，機械效率只有20%，機械效率低下。
B．原系統中的異步電機始終運行在工頻下，有1/3的時(shí)間處于空轉狀態(tài)，電能的利用率低下。
C．鍛錘的擊打力難以控制，擊打力精度低。
D．擊打速度慢，鍛錘的擊打速度只有每分鐘15次。
三． 采用匯川同步機變頻器對該系統的改進(jìn)
針對原有系統的缺點(diǎn)，我們提出了用同步電機和匯川同步機變頻器的改進(jìn)方案。改進(jìn)后的系統圖如下。
圖2 改進(jìn)的系統簡(jiǎn)圖
圖3電氣柜布置
圖4 機械部分構造
改進(jìn)后的系統由觸摸屏通過(guò)通訊設定鍛錘的擊打力和鍛錘的擊打頻率。同步機在工作中頻繁正反轉，系統配備了能量回饋單元，將同步機處于發(fā)電狀態(tài)的能量回饋電網(wǎng)。
改進(jìn)后的系統具有以下優(yōu)點(diǎn)
A． 同步電機直接牽引傳動(dòng)輪，解決了原系統中摩擦傳動(dòng)的能量消耗，提高了機械效率。
B． 變頻器和電機之間構成一個(gè)獨立的閉環(huán)速度控制，具有很高的速度控制精度，通過(guò)觸摸屏設定，可以方便準確地調節鍛錘的打擊力。
C． 同步電機低頻力矩大，加快了整個(gè)系統的工作速度，使用同步機的鍛壓機床擊打速度可以達到每分鐘22次，工作效率比原系統提高了50%。
D．節能效果好，能量回饋單元的使用，大大節約了能耗，相比原系統能耗降低25%。
四．系統配置
|
項目 |
數量 |
|
匯川MD030同步機變頻器 |
1 |
|
UVW旋轉編碼器 |
1 |
|
同步機PG卡 |
1 |
|
能量回饋單元 |
1至2（視具體工況） |
|
匯川PLC |
1 |
|
觸摸屏 |
1 |
五.總結
同步機在鍛壓機床中的應用相比原系統提升了50%工作效率，降低了25%能耗。改進(jìn)后的系統操作簡(jiǎn)潔，同時(shí)機械連接環(huán)節減少，降低了維護成本。所以，同步機在鍛壓機械行業(yè)中的應用將會(huì )有廣闊的空間。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號